第2章动力学优秀PPT.ppt
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1、第第2章动力学章动力学现在学习的是第1页,共44页教学基本要求教学基本要求 一一 掌握掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件牛顿定律的基本内容及其适用条件.二二 熟练掌握熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况用隔离体法分析物体的受力情况,能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题问题.现在学习的是第2页,共44页英国物理学家英国物理学家,经典物理经典物理学的奠基人学的奠基人.他对力学、光学、他对力学、光学、热学、天文学和数学等学科都热学、天文学和数学等学科都有重大发现有重大发现,其代表作自然其代表作自然哲学的数学原理是力学的经哲学的数学原理是力学的经
2、典著作典著作.牛顿是近代自然科学牛顿是近代自然科学奠基时期具有集前人之大成的奠基时期具有集前人之大成的贡献的伟大科学家贡献的伟大科学家.牛顿牛顿 Issac Newton (16431727)现在学习的是第3页,共44页现在学习的是第4页,共44页 任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态,直到外力任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变运动状态为止迫使它改变运动状态为止.一一 牛顿第一定律牛顿第一定律惯性和力的概念惯性和力的概念二二 牛顿第二定律牛顿第二定律时,时,恒矢量恒矢量 动量为动量为 的物体,在合外力的物体,在合外力 的作用下,其动的作用下,其动量随时间的变化率应
3、当等于作用于物体的合外力量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力.当当 时,时,为为常量常量现在学习的是第5页,共44页 力的叠加原理力的叠加原理瞬时瞬时关系关系牛顿定律的研究对象是单个物体(牛顿定律的研究对象是单个物体(质点)质点)现在学习的是第6页,共44页现在学习的是第7页,共44页 两个物体之间作用力两个物体之间作用力 和反作和反作用力用力 ,沿同一直线沿同一直线,大小相等大小相等,方向相反方向相反,分别作用分别作用 在两个物体上在两个物体上.(物体间相互作用规律)(物体间相互作用规律)三三 牛顿第三定律牛顿第三定律地球地球现在学习的是第8页,共44页一一 万有引力万有引力 重力重力
4、引力常量引力常量三三 摩擦力摩擦力二二 弹性力弹性力一般情况一般情况 (压力,张力,弹簧弹性力等)(压力,张力,弹簧弹性力等)弹簧弹性力弹簧弹性力滑动滑动摩擦力摩擦力静静摩擦力摩擦力 几种常见的力几种常见的力现在学习的是第9页,共44页减少摩擦:涂以润滑油 滚动代替滑动 改变摩擦材料性能 火车司机开动很重的列车,总是先开倒车,使车往后退一下,然后再往前开车。为什么这样作容易使列车开出?现在学习的是第10页,共44页选择题:选择题:m与M水平桌面间都是光滑接触,为维持m与M相对静止,则推动M的水平力F为:()(A)(m+M)gcot (B)(m+M)gtan (C)mgtan (D)Mgtan
5、现在学习的是第11页,共44页 选择题:如图所示装置,绳和滑轮的质量以及选择题:如图所示装置,绳和滑轮的质量以及轴处的摩擦均不计。轴处的摩擦均不计。mM,弹簧秤上的读,弹簧秤上的读数应是下面的哪一个答案?数应是下面的哪一个答案?(a)F=(m+M)g(b)F(m+M)g(c)F=0(d)FL/2)x(xL/2)时,时,由于引力而产生的加速度。由于引力而产生的加速度。mMOdyyy解:建坐标如图:距解:建坐标如图:距m为为y处取处取dy,对应对应dM=(M/L)dy所以:所以:方向沿方向沿y轴。轴。现在学习的是第20页,共44页现在学习的是第21页,共44页牛顿定律的应用牛顿定律的应用三类动力学
6、问题:三类动力学问题:一、已知作用于质点的力,求质点的加速度或运一、已知作用于质点的力,求质点的加速度或运动情况;动情况;二、已知物体加速度,求作用于质点的力;二、已知物体加速度,求作用于质点的力;三、两类问题的综合。三、两类问题的综合。现在学习的是第22页,共44页1 1)确定研究对象进行受力分析;确定研究对象进行受力分析;(隔离物体,画受力图)(隔离物体,画受力图)2 2)取坐标系;取坐标系;3 3)列方程(一般用分量式);列方程(一般用分量式);4 4)利用其它的约束条件列补充方程;利用其它的约束条件列补充方程;5 5)先用文字符号求解,后带入数据计算结果先用文字符号求解,后带入数据计算
7、结果.解题的基本思路解题的基本思路现在学习的是第23页,共44页 (1 1)如图所示滑轮和绳子的质量均如图所示滑轮和绳子的质量均不计,滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与不计,滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦力均不计轴间的摩擦力均不计.且且 .求求重物重物释放后,物体的加速度和绳的张力释放后,物体的加速度和绳的张力.解解 以地面为参考系以地面为参考系画受力图、选取坐标如图画受力图、选取坐标如图例例1 1 阿特伍德机阿特伍德机现在学习的是第24页,共44页 (2 2)若将此装置置于电梯顶部,当若将此装置置于电梯顶部,当电梯以加速度电梯以加速度 相对地面向上运动时,相对地面向上运动时,求两物体相对电
8、梯的加速度和绳的张力求两物体相对电梯的加速度和绳的张力.解解 以地面为参考系以地面为参考系 设设两物体相对于地面的加速度分别两物体相对于地面的加速度分别为为 ,且相对电梯的加速度为,且相对电梯的加速度为现在学习的是第25页,共44页将上题中的物体换成两名质量相等自同一高度爬绳的将上题中的物体换成两名质量相等自同一高度爬绳的运动员,而其它条件不变,如图,试讨论哪个运动员运动员,而其它条件不变,如图,试讨论哪个运动员将首先到达滑轮?将首先到达滑轮?mm现在学习的是第26页,共44页1 1图图中中A为为定定滑滑轮轮,B为为动动滑滑轮轮,三三个个物物体体的的质质量量分分别别为为m1=200g,m2=1
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